CN113067154B - 一种紧凑的超宽带三陷波分形天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧凑的超宽带三陷波分形天线，属于微波天线领域，包括三角形天线、馈线和支撑箱，所述支撑箱连接有水平角度调节结构，所述水平角度调节结构包括门板、支撑轴承、开关、涡轮、转动轴、转轴、螺杆、旋转电磁铁和安装螺栓，所述门板的外壁螺纹连接有安装螺栓，所述安装螺栓的里端与支撑箱的侧壁螺纹连接，所述支撑箱的内底部固定安装有旋转电磁铁，所述旋转电磁铁的输出端固定连接有转轴，所述转轴的外壁固定连接有螺杆，所述转轴啮合连接有涡轮，所述涡轮的中端直孔内固定安装有转动轴，所述转动轴的外壁固定连接有支撑轴承；本发明在水平方向上进行精准转动，便于在水平方向上转动最佳信号传输位置。

Description

一种紧凑的超宽带三陷波分形天线

技术领域

本发明涉及微波天线领域，具体涉及一种紧凑的超宽带三陷波分形天线。

背景技术

天线作为发射和接收电磁波信号的设备，在无线通信系统中起着不可或缺的作用。自2002年FCC把3.1-10.6GHz频谱划归为民用频段之后，超宽带技术以其宽带宽，低功耗及高速率等优点获得了快速发展，而超宽带天线即为基于超宽带技术的一种通信天线。经过多年的技术发展，近些年随着技术的不断更迭，分形天线逐渐以其自相似性和空间填充性赢得了人们的青睐。在设计中集成分形结构，会使天线呈现多频谐振特性，如果各个谐振频段之间的阻抗相差不大，做一些适当的阻抗匹配设计就能将各个频段融合在一起，从而展宽天线的带宽，或者会使得天线的性能在保持不变的情况下尺寸得到有效的缩减，达到小型化的目的，常见的分形结构形状有Koch、Sierpinski、Minkowski等。

Sierpinski单极子天线的三角形天线是紧凑的超宽带三陷波分形天线种类的一种，但是现有紧凑的超宽带三陷波分形天线在实际使用时不方便在水平方向转动进行信号传输，同时，三角形天线不方便安装更换，不利于实际使用。

基于此，本发明设计了一种紧凑的超宽带三陷波分形天线以解决上述问题。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种紧凑的超宽带三陷波分形天线。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种紧凑的超宽带三陷波分形天线，包括三角形天线、馈线和支撑箱，所述支撑箱连接有水平角度调节结构，所述水平角度调节结构包括门板、支撑轴承、开关、涡轮、转动轴、转轴、螺杆、旋转电磁铁和安装螺栓，所述门板的外壁螺纹连接有安装螺栓，所述安装螺栓的里端与支撑箱的侧壁螺纹连接，所述支撑箱的内底部固定安装有旋转电磁铁，所述旋转电磁铁的输出端固定连接有转轴，所述转轴的外壁固定连接有螺杆，所述转轴啮合连接有涡轮，所述涡轮的中端直孔内固定安装有转动轴，所述转动轴的外壁固定连接有支撑轴承，所述开关固定安装在支撑箱的顶部；

所述转动轴的顶部连接有竖直角度调节结构；

所述竖直角度调节结构连接有介质基板，所述介质基板连接有安装结构，所述介质基板连接有三角形天线，所述三角形天线的底部固定连接有馈线。

更进一步的，所述支撑轴承的外环外壁与支撑箱的中端处直孔侧壁固定连接。

更进一步的，所述涡轮的齿槽设有180组，且转轴转动一圈驱动涡轮的齿槽转动一组。

更进一步的，所述开关通过电缆与外界电源电性连接，所述开关与旋转电磁铁电性连接，所述旋转电磁铁选用为180°旋转电磁铁。

更进一步的，所述介质基板的底部固定连接有安装环，所述安装环采用橡胶材料制成。

更进一步的，所述馈线贴合插在安装环内。

更进一步的，所述安装结构包括直块、拉环、上挡块、侧挡块、第一弹簧和第一滑杆，所述上挡块固定安装在介质基板的中上端，所述直块对称固定安装在介质基板的顶部，所述直块的内壁固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的里端固定连接有侧挡块，所述侧挡块的侧壁固定连接有第一滑杆，所述第一滑杆的外端固定连接有拉环。

更进一步的，所述侧挡块的内壁与三角形天线的左右侧壁贴合接触，所述上挡块的底面与三角形天线的顶面贴合接触。

更进一步的，所述侧挡块和上挡块均采用橡胶材料制成。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明水平角度调节结构的旋转电磁铁带动转轴转动，转轴带动螺杆转动，螺杆带动涡轮转动，涡轮通过支撑板和弧形转动板转动，支撑板和弧形转动板带动介质基板在水平方向上转动，介质基板带动三角形天线在水平方向上转动，旋转电磁铁转动180°驱动涡轮转动一个齿槽，涡轮在水平方向上转动2°，三角形天线水平转动角度精确度高，使得装置在水平方向上进行精准转动，便于在水平方向上转动最佳信号传输位置。

2、本发明通过向外拉动圆板，圆板通过第二滑杆带动齿板移动，齿板与齿块分离后转动弧形转动板，弧形转动板沿着转动轴承转动，弧形转动板带动介质基板在竖直方向上转动，介质基板转动时带动环形板沿着转动轴承转动，转动轴承转动后通过刻度线确定介质基板在竖直方向上角度，介质基板在竖直方向角度调节后松开圆板，第二弹簧带动圆板移动，圆板带动第二滑杆移动，第二滑杆带动齿板与齿块啮合连接，齿板和齿块实现与弧形转动板固定连接，实现对介质基板固定，使得介质基板方便在竖直方向上转动，同时，介质基板调节的稳定性高。

3、本发明向外拉动安装结构的拉环，拉环带动侧挡块向外移动，将三角形天线摆放到介质基板的顶部，松开拉环，第一滑杆恢复力带动侧挡块移动与三角形天线的侧壁接触，且推动三角形天线的顶部与上挡块的底部贴合接触，侧挡块和上挡块配合作用将三角形天线固定限位在介质基板的顶部，实现三角形天线快速装卸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的结构右视图；

图3为本发明的结构左视图；

图4为本发明的涡轮及其连接结构剖视图；

图5为本发明的旋转电磁铁及其连接结构剖视图；

图6为本发明的图2的A处结构放大示意图；

图7为本发明的直块及其连接结构示意图；

图中的标号分别代表：1.三角形天线 2.介质基板 3.安装环 4.馈线 5.支撑箱6.安装结构61.直块 62.拉环 63.上挡块 64.侧挡块 65.第一弹簧 66.第一滑杆 7.竖直角度调节结构 71.弧形槽 72.支撑板 73.弧形转动板 74.刻度线 75.齿块 76.环形板77.第二弹簧 78.圆板 79.U形板 710.齿板 711第二滑杆 712.转动轴承 8.水平角度调节结构 81.门板 82.支撑轴承 83.开关 84.涡轮 85.转动轴 86.转轴 87.螺杆 88.旋转电磁铁 89.安装螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1、2、4、5所示一种紧凑的超宽带三陷波分形天线，包括三角形天线1、馈线4和支撑箱5，支撑箱5连接有水平角度调节结构8，水平角度调节结构8包括门板81、支撑轴承82、开关83、涡轮84、转动轴85、转轴86、螺杆87、旋转电磁铁88和安装螺栓89，门板81的外壁螺纹连接有安装螺栓89，安装螺栓89的里端与支撑箱5的侧壁螺纹连接，支撑箱5的内底部固定安装有旋转电磁铁88，旋转电磁铁88的输出端固定连接有转轴86，转轴86的外壁固定连接有螺杆87，转轴86啮合连接有涡轮84，涡轮84的中端直孔内固定安装有转动轴85，转动轴85的外壁固定连接有支撑轴承82，开关83固定安装在支撑箱5的顶部，支撑轴承82的外环外壁与支撑箱5的中端处直孔侧壁固定连接，涡轮84的齿槽设有180组，且转轴86转动一圈驱动涡轮84的齿槽转动一组，开关83通过电缆与外界电源电性连接，开关83与旋转电磁铁88电性连接，旋转电磁铁88选用为180°旋转电磁铁，水平角度调节结构8的旋转电磁铁88带动转轴86转动，转轴86带动螺杆87转动，螺杆87带动涡轮84转动，涡轮84通过支撑板72和弧形转动板73转动，支撑板72和弧形转动板73带动介质基板2在水平方向上转动，介质基板2带动三角形天线1在水平方向上转动，旋转电磁铁88转动180°驱动涡轮84转动一个齿槽，涡轮84在水平方向上转动2°，三角形天线1水平转动角度精确度高，使得装置在水平方向上进行精准转动，便于在水平方向上转动最佳信号传输位置。

转动轴85的顶部连接有竖直角度调节结构7；

竖直角度调节结构7连接有介质基板2，介质基板2连接有安装结构6，介质基板2连接有三角形天线1，三角形天线1的底部固定连接有馈线4，介质基板2的底部固定连接有安装环3，安装环3采用橡胶材料制成，馈线4贴合插在安装环3内。

实施例2

实施例2是对实施例1的进一步改进。

如图1、3、7所示的安装结构6包括直块61、拉环62、上挡块63、侧挡块64、第一弹簧65和第一滑杆66，上挡块63固定安装在介质基板2的中上端，直块61对称固定安装在介质基板2的顶部，直块61的内壁固定连接有第一弹簧65，第一弹簧65的里端固定连接有侧挡块64，侧挡块64的侧壁固定连接有第一滑杆66，第一滑杆66的外端固定连接有拉环62，侧挡块64的内壁与三角形天线1的左右侧壁贴合接触，上挡块63的底面与三角形天线1的顶面贴合接触，侧挡块64和上挡块63均采用橡胶材料制成，向外拉动安装结构6的拉环62，拉环62带动侧挡块64向外移动，将三角形天线1摆放到介质基板2的顶部，松开拉环62，第一滑杆66恢复力带动侧挡块64移动与三角形天线1的侧壁接触，且推动三角形天线1的顶部与上挡块63的底部贴合接触，侧挡块64和上挡块63配合作用将三角形天线1固定限位在介质基板2的顶部，实现三角形天线1快速装卸。

实施例3

实施例3是对实施例1的进一步改进。

如图2、4、6所示的竖直角度调节结构7包括弧形槽71、支撑板72、弧形转动板73、刻度线74、齿块75、环形板76、第二弹簧77、圆板78、U形板79、齿板710、第二滑杆711和转动轴承712，支撑板72的底板与转动轴85的顶部固定连接，支撑板72开设有弧形槽71，弧形槽71的内底部贴合滑动连接有环形板76，环形板76的前侧壁均匀开设有刻度线74，环形板76的左端与介质基板2的侧壁上下两端固定连接，弧形槽71的内壁上端均固定连接有转动轴承712，转动轴承712的内环固定连接有弧形转动板73，弧形转动板73与介质基板2的后侧壁中端处固定连接，弧形转动板73的弧形部位均匀固定连接有齿块75，支撑板72的右侧壁上端固定连接有U形板79，U形板79的右侧壁固定连接有第二弹簧77，第二弹簧77的外端固定连接有圆板78，圆板78的左端固定连接有第二滑杆711，第二滑杆711贯穿第二弹簧77和U形板79固定连接有齿板710，齿板710与齿块75啮合连接，通过向外拉动圆板78，圆板78通过第二滑杆711带动齿板710移动，齿板710与齿块75分离后转动弧形转动板73，弧形转动板73沿着转动轴承712转动，弧形转动板73带动介质基板2在竖直方向上转动，介质基板2转动时带动环形板76沿着转动轴承712转动转动轴承712转动后通过刻度线74确定介质基板2在竖直方向上角度，介质基板2在竖直方向角度调节后松开圆板78，第二弹簧77带动圆板78移动，圆板78带动第二滑杆711移动，第二滑杆711带动齿板710与齿块75啮合连接，齿板710和齿块75实现与弧形转动板73固定连接，实现对介质基板2固定，使得介质基板2方便在竖直方向上转动，同时，介质基板2调节的稳定性高。

使用时，向外拉动安装结构6的拉环62，拉环62带动侧挡块64向外移动，将三角形天线1摆放到介质基板2的顶部，松开拉环62，第一滑杆66恢复力带动侧挡块64移动与三角形天线1的侧壁接触，且推动三角形天线1的顶部与上挡块63的底部贴合接触，侧挡块64和上挡块63配合作用将三角形天线1固定限位在介质基板2的顶部，实现三角形天线1快速装卸，将三角形天线1和馈线4配合实现信号传输，需要在水平方向上调节三角形天线1的角度时，水平角度调节结构8的旋转电磁铁88带动转轴86转动，转轴86带动螺杆87转动，螺杆87带动涡轮84转动，涡轮84通过支撑板72和弧形转动板73转动，支撑板72和弧形转动板73带动介质基板2在水平方向上转动，介质基板2带动三角形天线1在水平方向上转动，旋转电磁铁88转动180°驱动涡轮84转动一个齿槽，涡轮84在水平方向上转动2°，三角形天线1水平转动角度精确度高，使得装置在水平方向上进行精准转动，便于在水平方向上转动最佳信号传输位置；需要在竖直方向调节三角形天线1的角度时，向外拉动圆板78，圆板78通过第二滑杆711带动齿板710移动，齿板710与齿块75分离后转动弧形转动板73，弧形转动板73沿着转动轴承712转动，弧形转动板73带动介质基板2在竖直方向上转动介质基板2转动时带动环形板76沿着转动轴承712转动，转动轴承712转动后通过刻度线74确定介质基板2在竖直方向上角度，介质基板2在竖直方向角度调节后松开圆板78，第二弹簧77带动圆板78移动，圆板78带动第二滑杆711移动，第二滑杆711带动齿板710与齿块75啮合连接，齿板710和齿块75实现与弧形转动板73固定连接，实现对介质基板2固定，使得介质基板2方便在竖直方向上转动，同时，介质基板2调节的稳定性高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种紧凑的超宽带三陷波分形天线，包括三角形天线、馈线和支撑箱，其特征在于：所述支撑箱连接有水平角度调节结构，所述水平角度调节结构包括门板、支撑轴承（82）、开关（83）、涡轮（84）、转动轴（85）、转轴（86）、螺杆（87）、旋转电磁铁（88）和安装螺栓（89），所述门板（81）的外壁螺纹连接有安装螺栓（89），所述安装螺栓（89）的里端与支撑箱（5）的侧壁螺纹连接，所述支撑箱（5）的内底部固定安装有旋转电磁铁（88），所述旋转电磁铁（88）的输出端固定连接有转轴（86），所述转轴（86）的外壁固定连接有螺杆（87），所述转轴（86）啮合连接有涡轮（84），所述涡轮（84）的中端直孔内固定安装有转动轴（85），所述转动轴（85）的外壁固定连接有支撑轴承（82），所述开关（83）固定安装在支撑箱（5）的顶部；

所述开关（83）通过电缆与外界电源电性连接，所述开关（83）与旋转电磁铁（88）电性连接，所述旋转电磁铁（88）选用为180°旋转电磁铁；

所述转动轴（85）的顶部连接有竖直角度调节结构（7）；

所述竖直角度调节结构（7）连接有介质基板（2），所述介质基板（2）连接有安装结构（6），所述介质基板（2）连接有三角形天线（1），所述三角形天线（1）的底部固定连接有馈线（4）；

所述竖直角度调节结构（7）包括弧形槽（71）、支撑板（72）、弧形转动板（73）、刻度线（74）、齿块（75）、环形板（76）、第二弹簧（77）、圆板（78）、U形板（79）、齿板（710）、第二滑杆（711）和转动轴承（712），所述支撑板（72）的底板与转动轴（85）的顶部固定连接，支撑板（72）开设有弧形槽（71），弧形槽（71）的内底部贴合滑动连接有环形板（76），环形板（76）的前侧壁均匀开设有刻度线（74），环形板（76）的左端与介质基板（2）的侧壁上下两端固定连接，弧形槽（71）的内壁上端均固定连接有转动轴承（712），转动轴承（712）的内环固定连接有弧形转动板（73），弧形转动板（73）与介质基板（2）的后侧壁中端处固定连接，弧形转动板（73）的弧形部位均匀固定连接有齿块（75），支撑板（72）的右侧壁上端固定连接有U形板（79），U形板（79）的右侧壁固定连接有第二弹簧（77），第二弹簧（77）的外端固定连接有圆板（78），圆板 （78）的左端固定连接有第二滑杆（711），第二滑杆（711）贯穿第二弹簧（77）和U形板（79）固定连接有齿板（710），齿板（710）与齿块（75）啮合连接。

2.根据权利要求1所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述支撑轴承（82）的外环外壁与支撑箱（5）的中端处直孔侧壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述涡轮（84）的齿槽设有180组，且转轴（86）转动一圈驱动涡轮（84）的齿槽转动一组。

4.根据权利要求1所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述介质基板（2）的底部固定连接有安装环（3），所述安装环（3）采用橡胶材料制成。

5.根据权利要求4所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述馈线（4）贴合插在安装环（3）内。

6.根据权利要求1所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述安装结构（6）包括直块（61）、拉环（62）、上挡块（63）、侧挡块（64）、第一弹簧（65）和第一滑杆（66），所述上挡块（63）固定安装在介质基板（2）的中上端，所述直块（61）对称固定安装在介质基板（2）的顶部，所述直块（61）的内壁固定连接有第一弹簧（65），所述第一弹簧（65）的里端固定连接有侧挡块（64），所述侧挡块（64）的侧壁固定连接有第一滑杆（66），所述第一滑杆（66）的外端固定连接有拉环（62）。

7.根据权利要求6所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述侧挡块（64）的内壁与三角形天线（1）的左右侧壁贴合接触，所述上挡块（63）的底面与三角形天线（1）的顶面贴合接触。

8.根据权利要求6所述的紧凑的超宽带三陷波分形天线，其特征在于，所述侧挡块（64）和上挡块（63）均采用橡胶材料制成。

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